戴维南定理课堂教学心得

曹媛媛

摘 要：戴维南定理是《电工基础》课程的重点，是电类专业的基础知识，也是电路分析中的一个非常重要的定理。由此可以看出学好这个定理是非常有必要的。学生对知识的掌握程度取决于教师的课堂教学的有效性。在课堂教学中，教师可以通过引导学生先读懂戴维南定理的内容，帮助学生理清解题的思路，抓住解题的关键，并且要对戴维南定理的实际应用有一定的了解，从而达到最好的教学效果。

关键词：戴维南定理;电路分析;课堂效率

《电工基础》是技工学校电气类专业开设的一门专业基础课，它的任务是通过学习电路的基本概念、基本定理、分析电路的基本方法和典型电路的实用性技能，从而掌握电路的有关基础知识，学会电路基本应用的能力，在专业计划中占有十分重要的地位。这种基础课程非常重视理论教学和系统教学。因此，该门课程具有基础性、理论性强、抽象难懂等特点。

技工学校的学生大多都是初中起点，数学、物理的基础相对薄弱，同时理解能力也需要进一步提高。然而，要学好《电工基础》恰恰要求有扎实的数学、物理基础以及良好的逻辑思维能力。现在要让初中起点的基础比较弱的技工学校学生掌握课程内容，并且学会应用，难度很大。

戴维南定理具有较强的应用性和实践性，每当在新课讲授戴维南定理时，我都会设法罗列戴维南定理的各种题型，运用EWB仿真实验给直观呈现给学生看，从而便于让学生认识到这个定理。下面从一道例题出发，发现学生在运用该定理时常出現的问题及有关戴维南定理的课堂教学的有效性。要想在教学中取得较好的教学效果，达到较高的教学质量，教师在讲课的过程中，一方面应该根据教学规律和学生的认知规律，在深究该部分的教学内容的基础上，充分将其理论细化并且进行巧妙的设计，以确保能把学生的思维引导到理性的分析客观规律的思路上。另一方面，要做到理论与实践结合，采用结合任务，用实验来检验理论知识。基于这两方面考虑，对于戴维南定理可以进行一体化教学。下面我结合自己的课堂教学实践，就戴维南定理这部分内容，简单谈谈自己对于戴维南定理课堂教学的几点看法。

一、仿真探究，引出戴维南定理

例：电路如图1所示，试用戴维南定理求解R5中的电流I。

首先分析这道例题，如果用之前讲授的支路电流法求解这道题也是可以的，但是该图中有4个节点、3个网孔，需要列出6个方程，联立方程组，求解过程繁琐，对学生来说难度太大。之前我们在课上还学习了电源的电压源、电流源模型之间的等效变换，这种方法是在我们能够直接看出两种电源模型清楚表示出来的情况下非常实用，也就是恒压源和电阻串联，恒流源和电阻并联，但是这道例题中，咱们没办法直接看出恒流源和电阻并联的情况，所以利用两种电源模型之间的等效变换的方法也是不适用于这道例题的。

首先将典型电路作为仿真的对象，测量该电路中待求电路的电流。

然后，根据仿真结果引导学生发现问题：

1、因为电压是产生电流的原因，所以为R5支路提供电压的自然是R5支路以外的部分，就是把R5移除后形成的电路，称为有源二端网络。此时，可以结合理论知识进行有源二端网络的讲解。再进一步，利用EWB仿真软件测试了有源二端网络的开路电压Uab=8V，并且将其换成相同大小的电压源重新为R5支路供电，可是奇怪的是，在R5支路得到的电流和原电路中测试的不一样，这是为什么呢？

2、从而进一步引导学生仔细分析电路，启发学生思考，最后得出结论：在原电路中的有源二端网络部分还含有电阻，在为R5支路供电的同时也要消耗一定的电能，这就可以理解成是有源二端网络的内阻。

将理论联系到实验中，进给学生呈现出戴维南定理的内容。

二、初读定理内容，理清解题思路

戴维南定理指出：对外电路来说，任何线性有源二端线性网络可以用一个电压源来代替，该电源的电动势E等于有源二端网络的开路电压，其内阻r等于有源二端网络移除电源后网络两端的等效电阻（移除电源：理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）。初步解读戴维南定理时，帮助学生理清戴维南定理的解题思路。

三、再读定理，抓住解题关键

在讲授戴维南定理的过程中，有源二端网络的开路电压和无源二端网络的等效电阻的计算是学习的难点，同时也是应用戴维南定理解决问题的关键。学生在应用戴维南定理解题时，在求解有源二端网络的开路电压和无源二端网络的等效电阻时，通常会出现下面的几个问题。

1.有源二端网络开路电压的求解

（1）找准待求支路，将电路划分为待求支路和有源二端网络两个部分，如图1中虚线右侧为待求支路，虚线左侧为有源二端网络;

（2）移除待求支路，重画有源二端网络电路图，求出开路电压Uab，如图2所示;

求解有源二端网络开路电压时，学生常有这样两个问题：①不画有源二端网络，直接看原电路图求开路电压Uab，此时就会出现节点、回路不清晰等问题;②当有源二端网络内存在电流源时，不知道如何处理电流源。

2.无源二端网络等效电阻的求解

移除电源后，变有源二端网络为无源二端网络，求无源二端网络的等效电阻Rab。

在求解等效电阻时，常有以下问题：①不画有源二端网络移除电源后的形成的无源二端网络电路图;②不能正确理解移除电源的意思。其实移除电源就是让电源不工作。恒压源短路、恒流源开路，也就是恒压源用导线代替、恒流源直接断开。

3.待求量的求解

（1）将有源二端网络等效为电压源，其电压源电动势E = Uab，内阻r = Rab。

（2）将待求支路重新接到等效电压源上，利用欧姆定律求解电路。

在讲授时，一定要要求学生画出最终等效电路图。很多学生在画等效电路图的时候常常分不清等效电压源的极性，所以要跟学生强调，画等效电压源时需将a、b端写出来，然后在a、b端之间画上等效电压源。

四、三读定理，重视应用

第三次读戴维南定理时，要找到两个关键点：第一，定理只对外等效，对内不等效。第二，有源二端网络必须是线性的。

在课堂教学中，教师可采用多种教学方法，在课前对教学内容认真研读、精心设计，课堂上充分调动学生学习的积极性，合理利用各种教学措施，在完成教学目标的同时，还能达到最佳的教学效果。教学的有效性还包括了课后反思，教师应与学生交流学习心得，及时了解学生的学习效果，做到及时改进和纠正。只有让每一个学生体会到学习的乐趣，感受到学习的收获，才能达到好的教学效果。